(57)【要約】【課題】通信量が増加した場合であってもパケット信号の衝突確率を低減したい。【解決手段】処理部５６は、搬送波感知多重アクセス方式にてパケット信号を報知するまでの時間間隔を設定する。変復調部５４、ＲＦ部５２は、設定した時間間隔にてパケット信号を報知する。ＲＦ部５２、変復調部５４は、アクセス制御装置から所定の頻度で報知される制御信号を受信する。処理部５６は、制御信号を受信可能な場合の時間間隔を、残りの場合の時間間隔よりも短くする。【選択図】図５
2010124330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送波感知多重アクセス方式にてパケット信号を報知するまでの時間間隔を設定する制御部と、
前記制御部において設定した時間間隔にてパケット信号を報知する通信部とを備え、
前記通信部は、無線装置間の通信を制御するアクセス制御装置から所定の頻度で報知される制御信号を受信し、
前記制御部は、前記通信部において制御信号を受信可能な場合の時間間隔を、残りの場合の時間間隔よりも短くすることを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記通信部において受信した制御信号には、時間間隔を導出するためのパラメータが含まれており、
前記制御部は、時間間隔を導出するためのパラメータを予め記憶して、当該パラメータを使用するとともに、前記通信部において制御信号を受信した場合に、制御信号に含まれたパラメータを使用することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記通信部において受信した制御信号には、複数のスロットにて形成された第１期間と、所定の長さを有した第２期間とを含みながら繰り返されるフレームのうち、第１期間における複数のスロットの中から検出されたスロットであって、かつ複数の無線装置間の通信に使用可能なスロットに関する情報が含まれており、
前記通信部は、第２期間において、搬送波感知多重アクセス方式を実行することを特徴とする請求項１または２に記載の無線装置。
【請求項４】
第１期間において、制御信号に含まれた情報にしたがわずに報知された他の無線装置からのパケット信号を検出する検出部をさらに備え、
前記通信部は、前記検出部がパケット信号を検出した場合に、時間間隔を短くして、前記他の無線装置へ第２期間を知らしめるためのパケット信号を送信することを特徴とする請求項３に記載の無線装置。
【請求項５】
複数のスロットにて形成された第１期間と、所定の長さを有した第２期間とを含んだフレームが繰り返されるように規定され、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の他の無線装置間の通信に使用可能なスロットを検出する検出部と、
前記検出部において検出したスロットに関する情報を報知する報知部とを備え、
前記検出部における第２期間では、複数の他の無線装置によって搬送波感知多重アクセス方式がなされており、
前記報知部は、搬送波感知多重アクセス方式において送信までの時間間隔を導出させるためのパラメータも報知しており、報知しているパラメータによって導出される時間間隔が、他の無線装置が予め記憶しているパラメータによって導出される時間間隔よりも短くすることを特徴とする無線装置。
【請求項６】
搬送波感知多重アクセス方式にてパケット信号を報知するまでの時間間隔を設定するステップと、
設定した時間間隔にてパケット信号を報知するステップとを備え、
前記設定するステップは、無線装置間の通信を制御するアクセス制御装置から所定の頻度で報知される制御信号を受信可能の時間間隔を、残りの場合の時間間隔よりも短くすることを特徴とする報知方法。
【請求項７】
複数のスロットにて形成された第１期間と、所定の長さを有した第２期間とを含んだフレームが繰り返されるように規定され、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の他の無線装置間の通信に使用可能なスロットを検出するステップと、
検出したスロットに関する情報を報知するステップとを備え、
前記検出するステップにおける第２期間では、複数の他の無線装置によって搬送波感知多重アクセス方式がなされており、
前記報知するステップは、搬送波感知多重アクセス方式において送信までの時間間隔を導出させるためのパラメータも報知しており、報知しているパラメータによって導出される時間間隔が、他の無線装置が予め記憶しているパラメータによって導出される時間間隔よりも短くすることを特徴とする報知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、報知技術に関し、特に所定の情報が含まれた信号を報知する報知方法および無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
交差点の出会い頭の衝突事故を防止するために、路車間通信の検討がなされている。路車間通信では、路側機と車載器との間において交差点の状況に関する情報が通信される。路車間通信では、路側機の設置が必要になり、手間と費用が大きくなる。これに対して、車車間通信、つまり車載器間で情報を通信する形態であれば、路側機の設置が不要になる。その場合、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等によって現在の位置情報をリアルタイムに検出し、その位置情報を車載器同士で交換しあうことによって、自車両および他車両がそれぞれ交差点へ進入するどの道路に位置するかを判断する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２０２９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格に準拠した無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）では、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）と呼ばれるアクセス制御機能が使用されている。そのため、当該無線ＬＡＮでは、複数の端末装置によって同一の無線チャネルが共有される。このようなＣＳＭＡ／ＣＡでは、端末装置間の距離や電波を減衰させる障害物の影響などによって、互いの無線信号が到達しない状況、つまりキャリア・センスが機能しない状況が発生する。キャリア・センスが機能しない場合、複数の端末装置から送信されたパケット信号が衝突する。また、通信速度を高速化するために、無線ＬＡＮでは、ＯＦＤＭ変調方式が使用される。
【０００４】
一方、無線ＬＡＮを車車間通信に適用する場合、不特定多数の端末装置へ情報を送信する必要があるために、信号はブロードキャストにて送信されることが望ましい。しかしながら、交差点などでは、車両数の増加、つまり端末装置数の増加によって、パケット信号の衝突の増加が想定される。その結果、パケット信号に含まれたデータが他の端末装置へ伝送されなくなる。このような状態が、車車間通信おいて発生すれば、交差点の出会い頭の衝突事故を防止するという目的が達成されなくなる。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、通信量が増加した場合であってもパケット信号の衝突確率を低減させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線装置は、搬送波感知多重アクセス方式にてパケット信号を報知するまでの時間間隔を設定する制御部と、制御部において設定した時間間隔にてパケット信号を報知する通信部とを備える。通信部は、無線装置間の通信を制御するアクセス制御装置から所定の頻度で報知される制御信号を受信し、制御部は、通信部において制御信号を受信可能な場合の時間間隔を、残りの場合の時間間隔よりも短くする。
【０００７】
本発明の別の態様もまた、無線装置である。この装置は、複数のスロットにて形成された第１期間と、所定の長さを有した第２期間とを含んだフレームが繰り返されるように規定され、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の他の無線装置間の通信に使用可能なスロットを検出する検出部と、検出部において検出したスロットに関する情報を報知する報知部とを備える。検出部における第２期間では、複数の他の無線装置によって搬送波感知多重アクセス方式がなされており、報知部は、搬送波感知多重アクセス方式において送信までの時間間隔を導出させるためのパラメータも報知しており、報知しているパラメータによって導出される時間間隔が、他の無線装置が予め記憶しているパラメータによって導出される時間間隔よりも短くする。
【０００８】
本発明のさらに別の態様は、報知方法である。この方法は、搬送波感知多重アクセス方式にてパケット信号を報知するまでの時間間隔を設定するステップと、設定した時間間隔にてパケット信号を報知するステップとを備える。設定するステップは、無線装置間の通信を制御するアクセス制御装置から所定の頻度で報知される制御信号を受信可能の時間間隔を、残りの場合の時間間隔よりも短くする。
【０００９】
本発明のさらに別の態様もまた、報知方法である。この方法は、複数のスロットにて形成された第１期間と、所定の長さを有した第２期間とを含んだフレームが繰り返されるように規定され、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の他の無線装置間の通信に使用可能なスロットを検出するステップと、検出したスロットに関する情報を報知するステップとを備える。検出するステップにおける第２期間では、複数の他の無線装置によって搬送波感知多重アクセス方式がなされており、報知するステップは、搬送波感知多重アクセス方式において送信までの時間間隔を導出させるためのパラメータも報知しており、報知しているパラメータによって導出される時間間隔が、他の無線装置が予め記憶しているパラメータによって導出される時間間隔よりも短くする。
【００１０】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、通信量が増加した場合であってもパケット信号の衝突確率を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、車両に搭載された端末装置間においてデータ通信を実行する通信システムに関する。端末装置は、車両の速度や位置等の情報（以下、これらを「データ」という）を格納したパケット信号をブロードキャスト送信する。また、他の端末装置は、パケット信号を受信するとともに、データをもとに車両の接近等を認識する。ここで、端末装置は、通信速度の高速化を目的としてＯＦＤＭ変調方式を採用する。このような状況のもと、交差点等において、端末装置の数が増加すると、パケット信号の発生確率が増加する。これに対応するために、本実施例に係る通信システムは、次の処理を実行する。
【００１３】
本実施例に係る通信システムは、複数の端末装置の他にアクセス制御装置を含み、アクセス制御装置は、例えば、交差点に設置される。アクセス制御装置は、第１期間と第２期間とによって形成されたフレームを繰り返し規定する。ここで、第１期間には、複数のスロットが含まれる。アクセス制御装置は、第１期間において各スロットでの受信電力を測定することによって、複数の端末装置間の通信に使用されてないスロット（以下、「空きスロット」という）を特定する。また、アクセス制御装置は、フレームの構成情報や特定したスロットに関する情報を制御情報に含め、制御情報を格納したパケット信号（以下、これを「制御情報」ということもある）をひとつのスロットにてブロードキャスト送信する。ここで、ひとつのスロットは、予め定められているものとする。端末装置は、制御情報をもとに、空きスロットのいずれかを選択し、選択したスロットにおいて、データを格納したパケット信号（以下、これを「データ」ということもある）をブロードキャスト送信する。なお、端末装置は、複数のフレームにわたってデータを送信する場合、各フレームでの相対的なタイミングが同一のスロットを使用する。
【００１４】
アクセス制御装置は、各スロットにおいて、複数の端末装置から送信されたパケット信号が衝突しているかも測定することによって、衝突が発生しているスロット（以下、「衝突スロット」という）を特定する。また、アクセス制御装置は、特定したスロットに関する情報も制御情報に含める。端末装置は、制御情報をもとに、既に使用したスロットにおいて衝突が発生しているかを確認する。衝突が発生している場合、端末装置は、制御情報をもとに、別の空きスロットのいずれかを選択する。ここで、アクセス制御装置は、端末装置間のデータ通信に直接関与せず、データ通信に使用すべきスロットを直接指定しない。あくまでも、アクセス制御装置は、端末装置間のデータ通信の状況を監視し、空きスロットや衝突スロットの情報を報知している。アクセス制御装置は、このような処理によって、端末装置間の通信を制御する。
【００１５】
なお、制御情報もひとつのスロットにて送信されているので、制御情報を受信できない端末装置から送信されたデータと、制御情報とが衝突する可能性がある。その結果、他の端末装置が制御情報を受信できないと、上記の処理の実行が困難になる。これに対応するために、データを送信するために使用されるＯＦＤＭ信号では、一部のサブキャリアにデータが格納されず、ヌルキャリアとされている（以下、このようなサブキャリアを「識別キャリア」という）。一方、制御情報を送信するために使用されるＯＦＤＭ信号では、識別キャリアにも信号が配置されている。そのため、仮に、データと制御情報とが衝突した場合であっても、端末装置は、識別キャリアの信号成分を観測することによって、制御情報の存在を検知することができる。
【００１６】
さらに、第１期間に含まれるスロット数と比較して端末装置数が多くなると、空きスロット数が少なくなって、衝突が発生しやすくなるおそれがある。一方、交通事故の防止という観点から考えると、交差点に近い端末装置から送信されるデータの方が、交差点に遠い端末装置から送信されるデータよりも重要であるといえる。以上の点を考慮して、アクセス制御装置は、交差点に近い端末装置に対して、第１期間でのスロットを使用させ、交差点から遠い端末装置に対して、第２期間にてＣＳＭＡ／ＣＡを実行させる。その結果、第１期間での衝突確率は、第２期間での衝突確率よりも低くなり、重要なデータに対する衝突確率の増加が抑制される。
【００１７】
前述のごとく、交差点から遠い端末装置（以下、「ＣＳＭＡ端末装置」という）は、第２期間にてＣＳＭＡ／ＣＡを実行する。また、アクセス制御装置からの制御情報を受信できないような端末装置、つまり交差点からさらに遠い端末装置（以下、「エリア外端末装置」という）は、第２期間に関係なくＣＳＭＡ／ＣＡを実行する。そのため、ＣＳＭＡ端末装置とエリア外端末装置は、ともにＣＳＭＡ／ＣＡを実行しているのにもかかわらず、ＣＳＭＡ端末装置の送信機会は、エリア外端末装置の送信機会よりも少なくなる。その結果、ＣＳＭＡ端末装置のスループットが、エリア外端末装置でのスループットと比較して、極端に低くなるおそれがある。また、エリア外端末装置は、フレームの構成に関係なくパケット信号を送信するので、ＣＳＭＡ端末装置だけではなく、第１期間にてデータを送信する端末装置の通信も妨げるおそれがある。このようなエリア外端末装置が存在する場合であっても、通信システムのスループットの悪化を低減するために、本実施例に係る通信システムは、さらに次の処理を実行する。
【００１８】
ＣＳＭＡ端末装置およびエリア外端末装置において実行されるＣＳＭＡ／ＣＡでは、ＤＩＦＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｉｎｔｅｒ  Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）、ＣＷ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｗｉｎｄｏｗ）の値が規定される。なお、ＤＩＦＳの代わりに、ＳＩＦＳ、ＰＩＦＳなどのＩＦＳが使用されてもよいが、ここでは、説明を簡易にするために、ＤＩＦＳを説明の対象とする。ここで、第１期間におけるエリア外端末装置からのパケット信号を検出したＣＳＭＡ端末装置は、ＤＩＦＳ、ＣＷの値として、「第１ＤＩＦＳ」、「第１ＣＷ」を設定する。ここで、エリア外端末装置は、ＤＩＦＳ、ＣＷの値として、「第２ＤＩＦＳ」、「第２ＣＷ」を設定しており、「第１ＤＩＦＳ」、「第１ＣＷ」は、「第２ＤＩＦＳ」、「第２ＣＷ」と互いに異なるように規定されている。特に、第１ＤＩＦＳ、第１ＣＷは、第２ＤＩＦＳ、第２ＣＷよりも小さい値として規定される。
【００１９】
そのため、ＣＳＭＡ端末装置での送信までの待ち期間は、エリア外端末装置での送信までの待ち期間よりも短くなる傾向にある。その結果、前者は、第２期間において、後者よりも優先的にデータを送信しやすくなり、ＣＳＭＡ端末装置のスループットの低下が抑制される。ここで、ＣＳＭＡ端末装置は、エリア外端末装置に対して第２期間を通知することにより、エリア外端末装置に第２期間での送信を実行させる。その結果、第１期間にてデータを送信する端末装置の通信へのエリア外端末装置による影響が低減される。
【００２０】
図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。これは、ひとつの交差点を上方から見た場合に相当する。通信システム１００は、アクセス制御装置１０、車両１２と総称される第１車両１２ａ、第２車両１２ｂ、第３車両１２ｃ、第４車両１２ｄ、第５車両１２ｅ、第６車両１２ｆ、第７車両１２ｇ、第８車両１２ｈ、第９車両１２ｉを含む。なお、各車両１２には、図示しない端末装置が搭載されている。また、アクセス制御装置１０によって第１エリア２００、第２エリア２０２が形成されている。なお、第２エリア２０２は、交差点を中心として、第１エリア２００の外側に形成されている。
【００２１】
図示のごとく、図面の水平方向、つまり左右の方向に向かう道路と、図面の垂直方向、つまり上下の方向に向かう道路とが中心部分で交差している。ここで、図面の上側が方角の「北」に相当し、左側が方角の「西」に相当し、下側が方角の「南」に相当し、右側が方角の「東」に相当する。また、ふたつの道路の交差部分が「交差点」である。第１車両１２ａ、第２車両１２ｂが、左から右へ向かって進んでおり、第３車両１２ｃ、第４車両１２ｄが、右から左へ向かって進んでいる。また、第５車両１２ｅ、第６車両１２ｆが、上から下へ向かって進んでおり、第７車両１２ｇ、第８車両１２ｈ、第９車両１２ｉが、下から上へ向かって進んでいる。
【００２２】
各車両１２に搭載された端末装置は、データを取得し、データが格納されたパケット信号をブロードキャスト送信する。ここで、本発明の実施例を説明する前に、端末装置が公知の無線ＬＡＮに対応する場合、つまりＣＳＭＡ／ＣＡに対応する場合の動作を説明する。各端末装置は、キャリアセンスを実行して送信可能であると判定した場合に、データをブロードキャスト送信する。そのため、複数の端末装置からのデータが衝突する場合がある。また、端末装置の数が増加するにつれて、衝突の発生確率が増加する。特に、交差点のような場所では、車両１２の衝突が発生しやすいにもかかわらず、データの衝突も発生しやすくなり、データを必要とするような場所においてデータの利用がなされなくなる。
【００２３】
そこで、通信システム１００は、交差点にアクセス制御装置１０を配置する。アクセス制御装置１０は、図示しないＧＰＳ衛星から受信した信号をもとに、フレームが繰り返されるように生成する。ここで、フレームは、第１期間と第２期間によって形成されており、第１期間には、複数のスロットが含まれる。また、アクセス制御装置１０は、複数のスロットの中から、空きスロットと衝突スロットとを特定する。なお、空きスロットと衝突スロットとの特定方法は、後述する。アクセス制御装置１０は、特定した空きスロットと衝突スロットに関する情報を制御情報に含める。さらに、アクセス制御装置１０は、予め定められたスロットにて制御情報を報知する。例えば、各第１期間の先頭スロットにおいて、アクセス制御装置１０は、制御情報を報知する。
【００２４】
アクセス制御装置１０によって形成された第１エリア２００に存在する複数の端末装置は、アクセス制御装置１０によって報知された制御情報を受信し、空きスロットのいずれかを選択する。また、端末装置は、選択したスロットにてデータを報知する。ここで、端末装置は、複数のフレームにわたって、選択したスロットに対応したスロットにてデータを報知する。例えば、第１期間の先頭から１０番目のスロットを選択した場合、次のフレームにおいても、第１期間の先頭から１０番目のスロットを使用する。なお、制御情報において、使用していたスロットが衝突スロットであると示されていれば、端末装置は、別の空きスロットをさらに選択する。端末装置は、第１エリア２００に存在する期間にわたって、上記の処理を繰り返し実行する。
【００２５】
一方、アクセス制御装置１０によって形成された第２エリア２０２に存在する複数の端末装置は、第２期間において、ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信を実行する。このような端末装置が、前述のＣＳＭＡ端末装置に相当する。ここで、端末装置は、アクセス制御装置１０からの制御情報の受信電力に応じて、第１期間にて通信を実行すべきか、あるいは第２期間において通信を実行すべきかを決定する。端末装置は、アクセス制御装置１０によって報知された制御情報を受信できている期間にわたって、上記の処理を繰り返し実行する。つまり、端末装置は、制御情報を監視しており、制御情報を受信できたときに、第２エリア２０２に進入したことを検出する。また、当該端末装置は、制御情報の受信電力が大きくなった場合に、第１エリア２００に進入したことを検出する。他の端末装置からのデータを受信した端末装置は、データをもとに、他の端末装置が搭載された車両１２の存在を認識する。
【００２６】
また、第９車両１２ｉのごとく、第２エリア２０２の外部に存在する端末装置は、アクセス制御装置１０からの制御情報を受信できない。このような端末装置が、前述のエリア外端末装置に相当する。そのため、エリア外端末装置は、第１期間、第２期間のタイミングを認識できない。その際、エリア外端末装置は、すべての期間において、ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信を実行する。ＣＳＭＡ／ＣＡにおいて、ＤＩＦＳやＣＷによって、送信までの待ち期間が制御される。
【００２７】
ここで、アクセス制御装置１０から報知される制御情報と、端末装置から報知されるデータとは、ともにＯＦＤＭ信号を使用する。しかしながら、両者の配置されているサブキャリアは、同一ではない。データは、前述の識別キャリアに配置されていない。一方、識別情報は、データが配置されたサブキャリアに加えて、識別キャリアにも配置される。その結果、仮に、データと識別情報とが衝突した場合であっても、端末装置は、識別キャリアの信号成分を観測することによって、制御情報の存在を検知できる。なお、前述の端末装置による第２エリア２０２への進入検出は、識別キャリアに対してなされてもよい。
【００２８】
図２は、アクセス制御装置１０の構成を示す。アクセス制御装置１０は、アンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４、処理部２６、ＧＰＳ測位部２８、制御部３０を含む。また、処理部２６は、検出部３２、フレーム規定部３４、生成部３６を含み、検出部３２は、電力測定部３８、品質測定部４０、空きスロット特定部４２、衝突スロット特定部４４を含む。
【００２９】
ＧＰＳ測位部２８は、図示しないＧＰＳ衛星からの信号を受信し、受信した信号をもとに時刻の情報を取得する。なお、時刻の情報の取得には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。ＧＰＳ測位部２８は、時刻の情報をフレーム規定部３４へ出力する。フレーム規定部３４は、ＧＰＳ測位部２８から時刻の情報を取得する。フレーム規定部３４は、時刻の情報をもとに、複数のフレームを生成する。例えば、フレーム規定部３４は、「０ｍｓｅｃ」となるタイミングを基準にして、「１ｓｅｃ」の期間を１０分割することによって、「１００ｍｓｅｃ」のフレームを１０個生成する。このような処理を繰り返すことによって、フレームが繰り返されるように規定される。
【００３０】
また、フレーム規定部３４は、第１期間と第２期間とに各フレームを分割する。ここで、第１期間と第２期間との長さについては後述する。フレーム規定部３４は、第１期間を複数に分割することによって、複数のスロットを生成する。例えば、第１期間が「５０ｍｓｅｃ」であり、スロットが「５００μｓｅｃ」である場合、１００個のスロットが生成される。そのような場合、第２期間は、「５０ｍｓｅｃ」のように、所定の長さを有した期間として規定される。前述のごとく、通信システム１００は、ＯＦＤＭ変調方式を採用しているので、各スロットは、複数のＯＦＤＭシンボルから構成されるように規定される。また、ＯＦＤＭシンボルは、ガードインターバル（ＧＩ）と有効シンボルとによって構成される。なお、各スロットの前方の部分や後方の部分にガードタイムが設けられてもよい。ここで、スロットに含まれた複数のＯＦＤＭシンボルのまとまりや、第２期間にて送信される信号が、前述のパケット信号に相当する。なお、第２期間では、図示しない複数の端末装置によってＣＳＭＡ／ＣＡが実行されている。
【００３１】
図３（ａ）−（ｄ）は、フレーム規定部３４において規定されるフレームのフォーマットを示す。図３（ａ）は、フレームの構成を示す。図示のごとく、第ｉフレームから第ｉ＋２フレームのように、複数のフレームが繰り返されるように規定されている。また、各フレームの期間は、例えば、「１００ｍｓｅｃ」である。図３（ｂ）は、ひとつのフレームの構成を示す。図示のごとく、ひとつのフレームは、第１期間と第２期間によって構成されており、さらに第１期間は、Ｍ個のスロットによって構成されている。例えば、各スロットの期間は「５００μｓｅｃ」である。図３（ｃ）は、ひとつのスロットの構成を示す。図示のごとく、スロットの前方の部分と後方の部分とにガードタイムが設けられている。また、スロットの残りの期間は、Ｎ個のＯＦＤＭシンボルによって構成されている。図３（ｄ）は、ひとつのＯＦＤＭシンボルの構成を示す。図示のごとく、ひとつのＯＦＤＭシンボルは、ＧＩと有効シンボルによって構成されている。図２に戻る。
【００３２】
ＲＦ部２２は、受信処理として、第１期間の各スロットあるいは第２期間において、図示しない他の端末装置間の通信において送信されるパケット信号をアンテナ２０から受信する。ＲＦ部２２は、アンテナ２０を介して受信した無線周波数のパケット信号に対して周波数変換を実行し、ベースバンドのパケット信号を生成する。さらに、ＲＦ部２２は、ベースバンドのパケット信号を変復調部２４に出力する。一般的に、ベースバンドのパケット信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線が示されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。
【００３３】
また、ＲＦ部２２には、ＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ミキサ、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ変換部も含まれる。ＲＦ部２２は、送信処理として、第１期間の各スロットあるいは第２期間において、変復調部２４から入力したベースバンドのパケット信号に対して周波数変換を実行し、無線周波数のパケット信号を生成する。さらに、ＲＦ部２２は、無線周波数のパケット信号をアンテナ２０から送信する。また、ＲＦ部２２には、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ミキサ、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。
【００３４】
変復調部２４は、受信処理として、ＲＦ部２２からのベースバンドのパケット信号に対して、復調を実行する。さらに、変復調部２４は、復調した結果を処理部２６に出力する。また、変復調部２４は、送信処理として、処理部２６からのデータに対して、変調を実行する。さらに、変復調部２４は、変調した結果をベースバンドのパケット信号としてＲＦ部２２に出力する。ここで、通信システム１００は、ＯＦＤＭ変調方式に対応するので、変復調部２４は、受信処理としてＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）も実行し、送信処理としてＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）も実行する。
【００３５】
電力測定部３８は、ＲＦ部２２あるいは変復調部２４から、受信信号を受けつけ、受信電力を測定する。ここで、受信電力はスロット単位に測定される。そのため、電力測定部３８では、複数のスロットのそれぞれに対する受信電力が測定される。電力測定部３８は、スロット単位の受信電力を空きスロット特定部４２、衝突スロット特定部４４へ出力する。品質測定部４０は、変復調部２４からの復調結果を受けつけ、複数のスロットのそれぞれに対する信号品質を測定する。ここでは、信号品質として誤り率が測定される。なお、誤り率の測定には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。また、信号品質として、誤り率の代わりに、ＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）等が測定されてもよい。品質測定部４０は、誤り率を衝突スロット特定部４４へ出力する。
【００３６】
空きスロット特定部４２は、電力測定部３８から、スロット単位の受信電力を受けつける。空きスロット特定部４２は、各受信電力としきい値（以下、「空きスロット用しきい値」という）を比較し、受信電力が空きスロット用しきい値よりも小さくなっているスロットを特定する。つまり、空きスロット特定部４２は、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の端末装置間の通信に使用可能なスロットを空きスロットとして検出する。ここで、空きスロットが複数存在する場合、空きスロット特定部４２は、それらを特定する。空きスロット特定部４２は、特定した空きスロットに関する情報を生成部３６へ出力する。
【００３７】
衝突スロット特定部４４は、電力測定部３８から、スロット単位の受信電力を受けつけ、品質測定部４０から、スロット単位の誤り率を受けつける。また、衝突スロット特定部４４は、スロット単位に、受信電力と誤り率とを関連づける。衝突スロット特定部４４は、スロット単位に、受信電力と第１しきい値とを比較するとともに、誤り率と第２しきい値とを比較する。衝突スロット特定部４４は、受信電力が第１しきい値よりも大きく、かつ誤り率が第２しきい値より悪化しているスロットを衝突スロットとして特定する。つまり、衝突スロット特定部４４は、受信電力が大きいものの通信品質が悪化しているスロットを衝突スロットとして認定する。このように、衝突スロット特定部４４は、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の端末装置が信号を重複して送信したことによって衝突が発生したスロットを衝突スロットとして検出する。衝突スロット特定部４４は、特定した衝突スロットに関する情報を生成部３６へ出力する。
【００３８】
生成部３６は、空きスロット特定部４２から、空きスロットに関する情報を受けつけるとともに、衝突スロット特定部４４から、衝突スロットに関する情報を受けつける。生成部３６は、空きスロットに関する情報、アクセス制御装置１０の識別番号を含めながら、制御情報を生成する。また、生成部３６は、第２期間におけるＣＳＭＡ／ＣＡでの送信までの期間を導出するためのパラメータも記憶する。例えば、パラメータには、ＤＩＦＳ、ＣＷが含まれる。ＤＩＦＳとは、ＩＦＳのうちのひとつであり、チャネルがアイドル状態かどうかを判定するために規定される期間である。
【００３９】
また、ＣＷは、バックオフ期間を導出するために使用される値であり、バックオフ期間は、乱数値に一定期間を乗算することによって導出される。ここで、乱数値は０〜ＣＷの範囲から生成されるランダムな整数である。また、ＤＩＦＳとバックオフ期間との和が、ＣＳＭＡ／ＣＡでの送信までの期間に相当する。ここでは、生成部３６に記憶されたＤＩＦＳが第１ＤＩＦＳに相当し、生成部３６に記憶されたＣＷが第１ＣＷに相当する。なお、図示しない端末装置は、第２ＤＩＦＳと第２ＣＷとを予め記憶するが、第１ＤＩＦＳと第２ＣＷは、第２ＤＩＦＳと第２ＣＷよりも小さな値である。
【００４０】
ここで、第１期間に含まれた複数のスロットのそれぞれには、前から順番に「１」、「２」となるような番号（以下、「スロット番号」という）が付与されている。生成部３６は、空きスロットに関する情報として、以前のフレームに含まれた空きスロットのスロット番号を制御情報に含める。また、生成部３６は、衝突スロットに関する情報として、以前のフレームに含まれた衝突スロットのスロット番号を制御情報に含める。これらに加えて、フレーム規定部３４は、第１ＤＩＦＳと第１ＣＷ（以下、「パラメータ」と総称する）を制御情報に含める。さらに、生成部３６は、フレーム規定部３４からフレーム、スロットに関する情報を受けつけ、各第１期間に含まれたひとつのスロットへ定期的に制御情報を割り当てる。ここでは、各第１期間のスロット番号「１」のスロット、つまり先頭のスロットに制御情報を割り当てることが予め定められており、生成部３６は、当該スロットへ制御情報を割り当てる。生成部３６は、割り当てたスロットにて、変復調部２４へ制御情報を出力する。
【００４１】
前述のごとく、通信システム１００は、ＯＦＤＭ変調方式に対応しているので、生成部３６は、制御情報をＯＦＤＭ信号として生成する。なお、図示しない複数の端末装置間のデータ通信にもＯＦＤＭ信号が使用されている。ここでは、制御情報を配置させるＯＦＤＭ信号（以下、これも「制御情報」ということがある）と、データを配置させるＯＦＤＭ信号（以下、これも「データ」ということがある）とを比較しながら説明する。図４（ａ）−（ｂ）は、通信システム１００において使用されるＯＦＤＭシンボルのフォーマットを示す。図４（ａ）は、制御情報に相当し、図４（ｂ）は、データに相当する。
【００４２】
ここで、両方において、縦の方向が周波数を示し、横の方向が時間を示す。縦の方向において、上から順に「３１」、「３０」、・・・「−３２」の番号が示されているが、これらはサブキャリアを識別するために付与された番号（以下、「サブキャリア番号」という）である。また、ＯＦＤＭ信号の中において、サブキャリア番号「３１」のサブキャリアの周波数が最も高く、サブキャリア番号「−３２」のサブキャリアの周波数が最も低い。また、図中の「Ｄ」は、データシンボルに相当し、「Ｐ」は、パイロットシンボルに相当し、「Ｎ」は、ヌルに相当する。
【００４３】
制御情報とデータとに共通して、サブキャリア番号「３１」から「２７」、「２」、「０」、「−２」、「−２６」から「−３２」のサブキャリアは、ヌルである。また、制御情報のうち、サブキャリア番号「２６」から「３」、「−３」から「−２５」のサブキャリアは、データでも使用されており、また、両者においてシンボルの用途も同一である。一方、制御情報のうち、サブキャリア番号「１」、「−１」は、データにて使用されていない。これらは、前述の識別キャリアに相当する。つまり、識別キャリアは、ＯＦＤＭ信号のうちの中央の周波数付近のサブキャリアに配置されている。さらに、制御情報のうち、データでも使用されるサブキャリアと、識別キャリアとの間、つまりサブキャリア番号「２」、「−２」には、ガードバンドが設けられてる。なお、サブキャリア番号「−２」から「２」のサブキャリアをまとめて「識別キャリア」と呼んでもよい。
【００４４】
ここで、生成部３６は、制御情報のうちの識別キャリア以外のサブキャリアに、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を配置する。また、生成部３６は、フレームに関する情報を識別キャリアに配置する。また、生成部３６は、これらの情報に限られず、重要度の高い情報を識別キャリアに優先的に配置してもよい。制御情報に含められる情報の一例は、アクセス制御装置１０の緯度・経度、アクセス制御装置１０の識別番号である。また、パケット信号の前方のＯＦＤＭシンボルには、既知信号が配置される。このような既知信号は、端末装置におけるＡＧＣや、伝送路特性の推定に使用される。生成部３６は、所定のスロットのうちの一部の期間にわたって、識別キャリアに既知信号を配置してもよい。このような既知信号は、例えば、ＵＷ（Ｕｎｉｑｕｅ  Ｗｏｒｄ）のように使用される。図２に戻る。
【００４５】
変復調部２４、ＲＦ部２２は、生成部３６において生成した制御情報をアンテナ２０から報知する。なお、制御情報に含まれた空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報に応じたスロットを使用している端末装置は、複数のフレームにわたって、当該スロットに対応したスロットを使用する。例えば、スロット番号「１０」のスロットが継続的に使用される。制御部３０は、アクセス制御装置１０全体の処理を制御する。
【００４６】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００４７】
図５は、車両１２に搭載された端末装置１４の構成を示す。端末装置１４は、アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４、処理部５６、制御部５８を含む。また、処理部５６は、タイミング特定部６０、取得部６２、生成部６４、通知部７０を含み、タイミング特定部６０は、制御情報抽出部６６、決定部８０、比較部８６、測定部８８を含む。さらに、決定部８０は、パラメータ受付部９４、期間導出部９６を含む。アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４は、図２のアンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４と同様の処理を実行する。そのため、ここでは、これらの説明を省略する。
【００４８】
取得部６２は、図示しないＧＰＳ受信機、ジャイロスコープ、車速センサ等を含んでおり、それらから供給されるデータによって、図示しない車両１２、つまり端末装置１４が搭載された車両１２の存在位置、進行方向、移動速度等を取得する。なお、存在位置は、緯度・経度によって示される。これらの取得には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。取得部６２は、取得した情報を生成部６４へ出力する。
【００４９】
制御情報抽出部６６は、変復調部５４からの復調結果を受けつける。また、制御情報抽出部６６は、復調結果のうち、識別キャリアに対応したサブキャリアの部分を監視する。識別キャリアに対応したサブキャリアの部分に有効なデータが含まれている場合、制御情報抽出部６６は、制御情報が含まれたスロットを受信していることを認識する。また、制御情報抽出部６６は、制御情報が含まれたスロットを受信しているタイミングを基準として、フレームおよびスロットの同期を確立する。その結果、制御情報抽出部６６は、図示しないアクセス制御装置１０から所定の頻度で報知される制御情報を受信する。
【００５０】
さらに、制御情報抽出部６６は、制御情報から、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を取得する。また、制御情報抽出部６６は、制御情報から、パラメータ、図示しないアクセス制御装置１０の識別番号も取得する。制御情報抽出部６６は、空きスロットに関する情報、衝突スロットに関する情報、決定部８０へ出力し、パラメータをパラメータ受付部９４へ出力し、識別番号を決定部８０経由で生成部６４へ出力する。
【００５１】
測定部８８は、ＲＦ部５２あるいは変復調部５４から、制御情報の受信信号を受けつけ、受信電力を測定する。測定部８８は、受信電力を比較部８６へ出力する。比較部８６は、測定部８８から受信電力を受けつけるとともに、エリア決定用しきい値を予め保持する。比較部８６は、受信電力とエリア決定用しきい値とを比較し、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きければ、第１期間の使用を決定する。一方、比較部８６は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きくなければ、第２期間の使用を決定する。比較部８６は、決定した内容を決定部８０へ出力する。
【００５２】
決定部８０は、比較部８６から、比較部８６において決定された内容を受けつける。また、決定部８０は、制御情報抽出部６６から、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を受けつける。まず、決定部８０は、比較部８６からの情報をもとに、第１期間を使用すべきか、第２期間を使用すべきかを把握する。なお、決定部８０は、比較部８６からの情報を受けつけていない場合、つまり制御情報を受信していない場合に、第１期間および第２期間に関係なく、ＣＳＭＡ／ＣＡの実行（以下、「エリア外動作」という）を決定する。ここでは、（１）第１期間を使用する場合、（２）第２期間を使用する場合、（３）エリア外動作を実行する場合の順に説明する。
【００５３】
（１）第１期間を使用する場合
決定部８０は、空きスロットに関する情報をもとに、ひとつの空きスロットを選択する。なお、空きスロットの選択は、任意になされればよい。決定部８０は、選択した空きスロットに関する情報を生成部６４へ出力する。生成部６４は、取得部６２からの情報を受けつける。生成部６４は、情報をもとにデータを生成する。ここで、データは、図４（ｂ）のように形成される。また、生成部６４は、決定部８０から、空きスロットに関する指示を受けつけ、指示に応じた空きスロットにてデータを変復調部５４へ出力する。なお、データを出力する前に、処理部５６は、キャリアセンスを実行してもよい。また、生成部６４は、次のフレームの第１期間においても、同一のスロット番号のスロットにおいてデータを出力する。その際、生成部６４は、受信した制御情報に含まれた識別番号をデータに含めてもよい。
【００５４】
このような処理の継続中も、制御情報抽出部６６は、フレームごとに制御情報から、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を取得し続ける。決定部８０は、衝突スロットに関する情報をもとに、現在使用しているスロットに対応したスロット番号が衝突スロットとされていないかを確認する。衝突スロットとされていなければ、決定部８０は、これまでと同一のスロット番号を生成部６４へ出力し続ける。一方、衝突スロットとされていれば、決定部８０は、空きスロットに関する情報をもとに、ひとつの空きスロットを再び選択する。つまり、これまで選択していたスロットとは別のスロットが選択される。決定部８０は、選択した空きスロットに関する情報を生成部６４へ出力する。以下、生成部６４では、同様の処理が実行される。
【００５５】
（２）第２期間を使用する場合
次に、第２期間を使用する場合を説明する。パラメータ受付部９４は、制御情報抽出部６６からパラメータを受けつける。パラメータ受付部９４は、パラメータを期間導出部９６へ導出する。期間導出部９６は、第２ＤＩＦＳと第２ＣＷとを予め記憶し、第２ＤＩＦＳと第２ＣＷとをもとに、パケット信号を送信するまでの待ち期間を導出する。なお、待ち期間の導出には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。また、期間導出部９６は、パラメータ受付部９４からパラメータを受けつけた場合、パラメータに対応した第１ＤＩＦＳと第１ＣＷとをもとに、パケット信号を送信するまでの待ち期間を導出する。パケット信号を送信するまでの待ち期間は、ＤＩＦＳとバックオフ期間によって特定されるが、ここでは説明を省略する。
【００５６】
ここで、期間導出部９６は、制御情報を受信可能な場合において、第１ＤＩＦＳと第１ＣＷとを優先的に使用し、残りの場合において、第２ＤＩＦＳと第２ＣＷとを使用する。そのため、第２期間を使用する場合では、第１ＤＩＦＳと第１ＣＷとが使用される。また、第１ＤＩＦＳと第１ＣＷとは、第２ＤＩＦＳと第２ＣＷよりもそれぞれ小さな値にされる。これは、制御情報を受信可能な場合の待ち期間を、残りの場合の待ち期間よりも短くすることに相当する。期間導出部９６は、導出した期間を生成部６４へ出力する。つまり、期間導出部９６は、ＣＳＭＡにてパケット信号を送信するまでの待ち期間を生成部６４に設定する。
【００５７】
処理部５６は、第２期間においてキャリアセンスを実行する。キャリアセンスの結果、データを送信できる場合、生成部６４は、期間導出部９６において設定された期間にて、データを変復調部５４へ出力する。ここでも、生成部６４は、受信した制御情報に含まれた識別番号をデータに含めてもよい。その結果、変復調部５４、ＲＦ部５２、アンテナ５０は、ＣＳＭＡ／ＣＡを実行すべき第２期間にわたって、期間導出部９６において設定した期間によりパケット信号を報知する。通知部７０は、図示しない他の端末装置１４からのデータを取得し、データの内容に応じて、図示しない他の車両１２の接近等を運転者へ通知する。通知部７０での処理は、これに限定されない。
【００５８】
第２期間において、前述の説明とは別の処理がなされてもよい。例えば、第２期間を使用する場合であっても、期間導出部９６は、制御情報を受信していない場合と同様に、第２ＤＩＦＳと第２ＣＷとを使用して、パケット信号を送信するまでの待ち期間を導出する。また、処理部５６は、第１期間において、制御情報に含まれた情報にしたがわずに報知された他の端末装置１４からのパケット信号の受信を検出する。当該パケット信号は、前述のエリア外端末装置からのパケット信号に相当する。このようなエリア外端末装置の動作については後述するが、エリア外端末装置は、一般的にフレームの構成を把握していない。
【００５９】
そのため、エリア外端末装置は、第１期間であるかに関係なく、第２ＤＩＦＳおよび第２ＣＷを使用しながら、キャリアセンスを実行して、パケット信号を送信している。処理部５６は、パケット信号の受信タイミングがスロットのタイミングからずれている場合や、受信したパケット信号中にアクセス制御装置１０の識別番号が含まれていない場合に、当該パケット信号の送信元が得エリア外端末装置であると認定する。処理部５６は、エリア外端末装置からのパケット信号を受信した場合に、その旨を期間導出部９６へ通知する。
【００６０】
期間導出部９６は、処理部５６からの通知を受けつけた場合に、前述の説明と同様に、第１ＤＩＦＳと第１ＣＷとをもとに、パケット信号を送信するまでの待ち期間を導出する。また、生成部６４、変復調部５４、ＲＦ部５２、アンテナ５０は、第２期間にわたって、期間導出部９６において設定した期間によりパケット信号を報知する。その際、生成部６４は、フレームの構成に関する情報をパケット信号に含める。フレームの構成に関する情報は、例えば、現在の時刻に対する第１期間の相対的な開始時刻および終了時刻や、第２期間の相対的な開始時刻および終了時刻を含む。つまり、生成部６４が、エリア外端末装置からのパケット信号を検出した場合に、生成部６４等は、第２ＤＩＦＳおよび第２ＣＷを第１ＤＩＦＳおよび第１ＣＷへそれぞれ切りかえて、当該エリア外端末装置へ第２期間を少なくとも知らしめるためのパケット信号を送信する。また、期間導出部９６は、パケット信号を送信した後、第２ＤＩＦＳおよび第２ＣＷを再び設定する。
【００６１】
以下では、具体的な値を例示しながら、このような動作を説明する。第２ＤＩＦＳが６４μｓｅｃであり、第２ＣＷが０〜１６であり、スロット期間が８μｓｅｃである場合、ＤＩＦＳの期間とランダムバックオフの期間との範囲は、６４〜１９２μｓｅｃになる。一方、第１ＤＩＦＳが１６μｓｅｃであり、第１ＣＷが０〜５であるように規定されると、ＤＩＦＳの期間とランダムバックオフの期間との範囲は、５６μｓｅｃ以下になる。そのため、後者の方が前者よりも先にパケット信号を送信でき、フレーム構成を通知できる。
【００６２】
（３）エリア外動作を実行する場合
さらに、エリア外動作を実行する場合を説明する。制御情報抽出部６６が、所定の期間にわたって制御情報を受信できない場合に、決定部８０は、エリア外動作の実行を決定する。期間導出部９６は、前述のごとく、第２ＤＩＦＳと第２ＣＷとを使用して、パケット信号を送信するまでの待ち期間を導出する。処理部５６は、パケットを送信するまでの待ち期間においてキャリアセンスを実行し、生成部６４、変復調部５４、ＲＦ部５２、アンテナ５０は、パケット信号を送信する。また、決定部８０は、アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４を介して受信したパケット信号の中に、フレーム構成に関する情報が含まれていれば、当該情報を抽出する。決定部８０は、当該情報をもとに、第２期間を特定し、パケット信号の送信タイミングを第２期間に限定するように、生成部６４等を制御する。制御部５８は、端末装置１４全体の動作を制御する。
【００６３】
以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図６は、通信システム１００の動作概要を示す。図中において、第１端末装置１４ａから第４端末装置１４ｄが示されているが、これらと、図１の第１車両１２ａから第４車両１２ｄの位置とは関係がないものとする。また、第２端末装置１４ｂは、図１の第２エリア２０２に存在する。図の横方向が時間に相当しており、最上段に記載しているように、第ｉフレームから第ｉ＋２フレームまでの３つのフレームが示されている。また、説明を明瞭にするために、ひとつのフレームには、１２個のスロットと第２期間が含まれているとする。アクセス制御装置１０は、図示のごとく、各フレームの先頭のスロットにて、制御情報を報知する。図中の「制」は、制御情報に相当する。また、その下段には、制御情報に含まれている空きスロットに関する情報と衝突スロットに関する情報が、スロットに対応づけられながら示されている。図中の「空」は、空きスロットに相当し、「衝」は、衝突スロットに相当する。
【００６４】
さらに下段には、第１端末装置１４ａから第４端末装置１４ｄがデータを報知するタイミングが示されている。図中の「デ」は、データに相当する。第１端末装置１４ａ、第３端末装置１４ｃ、第４端末装置１４ｄは、制御情報を参照し、空きスロットをそれぞれ選択する。第ｉフレームにおいて、第１端末装置１４ａ、第３端末装置１４ｃ、第４端末装置１４ｄは、選択した空きスロットにてデータを報知する。その際、第３端末装置１４ｃと第４端末装置１４ｄにおいて選択された空きスロットが同一であるので、両者から報知されたデータが衝突している。アクセス制御装置１０は、当該スロットでの衝突の発生を検出する。第ｉ＋１フレームにおいて、アクセス制御装置１０から報知される制御情報には、衝突スロットに関する情報として、衝突が発生したスロットが示されている。一方、第２端末装置１４ｂは、第２期間において、ＣＳＭＡ／ＣＡをもとにデータを報知する。
【００６５】
第１端末装置１４ａは、既に使用したスロットにおいて衝突が発生していないので、同一のスロット番号のスロットを再び使用する。一方、第３端末装置１４ｃおよび第４端末装置１４ｄは、既に使用したスロットにおいて衝突が発生しているので、別の空きスロットを再び選択する。第３端末装置１４ｃおよび第４端末装置１４ｄは、選択した空きスロットにてデータを報知する。すべてのデータが衝突していないので、第ｉ＋２フレームにおいて、アクセス制御装置１０から報知される制御情報には、衝突スロットが示されていない。そのため、第ｉ＋２フレームにおいて、第１端末装置１４ａ、第３端末装置１４ｃ、第４端末装置１４ｄは、既に使用したスロットと同一のスロット番号のスロットを再び使用する。
【００６６】
図７は、通信システム１００の別の動作概要を示す。図７は、図６と同様に示されている。最上段には、複数のスロットにて構成された第１期間と、第２期間とが含まれたフレームが示されている。ここでは、制御情報が省略されている。また、その下段は、第１端末装置１４ａがデータを報知するタイミングを示す。ここで、第１端末装置１４ａは、第１期間にて動作すべき端末装置１４である。また、その下段は、第２端末装置１４ｂがデータを報知するタイミングを示す。ここで、第２端末装置１４ｂは、前述のＣＳＭＡ端末装置に相当する。さらに、最下段は、第３端末装置１４ｃがデータを報知するタイミングを示す。ここで、第３端末装置１４ｃは、前述のエリア外端末装置である。
【００６７】
第１端末装置１４ａは、所定のスロットにてデータを送信する。一方、第３端末装置１４ｃは、フレームの構成を把握していないので、スロットのタイミングに関係なく、複数のスロットをまたぐようなタイミングにてデータを送信する。第２アクセス制御装置１０ｂは、第３端末装置１４ｃからのデータを受信する。第１期間の最後のスロットにおいて、図示しない端末装置１４がデータを送信した場合、第１端末装置１４ａおよび第３端末装置１４ｃでは、第２期間の開始タイミングを起点として、第２ＤＩＦＳ３０２が設定される。
【００６８】
一方、第２端末装置１４ｂは、第３端末装置１４ｃからのデータを受信したので、第１ＤＩＦＳ３００およびバックオフ３０４が設定される。その後、第２端末装置１４ｂは、データを送信する。当該データには、フレームの構成に関する情報および現在の時刻が含まれているので、第３端末装置１４ｃは、第２期間が配置されたタイミングを認識する。その後、第１端末装置１４ａから第３端末装置１４ｃにおいて第２ＤＩＦＳ３０２が経過した後、第３端末装置１４ｃは、バックオフ３０６を待ってからデータを送信する。当該データは、第２期間において送信されている。
【００６９】
図８は、アクセス制御装置１０における空きスロットの通知手順を示すフローチャートである。ここでは、説明の対象を第１期間とする。検出部３２は、スロット番号ｍを２に設定する（Ｓ１０）。電力測定部３８は、受信電力を測定する（Ｓ１２）。空きスロット特定部４２は、受信電力が空きスロット用しきい値よりも小さければ（Ｓ１４のＹ）、スロット番号ｍのスロットを空きスロットと特定する（Ｓ１６）。空きスロット特定部４２は、受信電力が空きスロット用しきい値よりも小さくなければ（Ｓ１４のＮ）、ステップ１６の処理をスキップする。スロット番号ｍが最大数Ｍでなければ（Ｓ１８のＮ）、検出部３２は、スロット番号ｍに１を加算して（Ｓ２０）、ステップ１２に戻る。一方、スロット番号ｍが最大数Ｍであれば（Ｓ１８のＹ）、生成部３６は、空きスロットのスロット番号を制御情報に含める（Ｓ２２）。変復調部２４、ＲＦ部２２は、制御情報を報知する（Ｓ２４）。
【００７０】
図９は、アクセス制御装置１０における衝突スロットの通知手順を示すフローチャートである。ここでも、説明の対象を第１期間とする。検出部３２は、スロット番号ｍを２に設定する（Ｓ４０）。電力測定部３８は、受信電力を測定し、品質測定部４０は、誤り率を測定する（Ｓ４２）。衝突スロット特定部４４は、受信電力が第１しきい値より大きく、かつ誤り率が第２しきい値よりも大きければ（Ｓ４４のＹ）、スロット番号ｍのスロットを衝突スロットと特定する（Ｓ４６）。衝突スロット特定部４４は、受信電力が第１しきい値より大きくなく、あるいは誤り率が第２しきい値よりも大きくなければ（Ｓ４４のＮ）、ステップ４６の処理をスキップする。スロット番号ｍが最大数Ｍでなければ（Ｓ４８のＮ）、検出部３２は、スロット番号ｍに１を加算して（Ｓ５０）、ステップ４２に戻る。一方、スロット番号ｍが最大数Ｍであれば（Ｓ４８のＹ）、生成部３６は、衝突スロットのスロット番号を制御情報に含める（Ｓ５２）。変復調部２４、ＲＦ部２２は、制御情報を報知する（Ｓ５４）。
【００７１】
図１０は、端末装置１４における第１期間あるいは第２期間の決定手順を示すフローチャートである。制御情報抽出部６６は、制御情報を取得する（Ｓ１６０）。測定部８８は、受信電力を測定する（Ｓ１６４）。比較部８６は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きければ（Ｓ１６６のＹ）、第１期間の使用を決定する（Ｓ１６８）。決定部８０は、スロットによる通信を実行する（Ｓ１７２）。比較部８６は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きくなければ（Ｓ１６６のＮ）、第２期間の使用を決定する（Ｓ１７４）。決定部８０は、ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信を実行する（Ｓ１７８）。なお、ステップ１６０において、制御情報が取得されない場合、決定部８０は、エリア外動作の実行を決定する。
【００７２】
図１１は、端末装置１４におけるデータの送信手順を示すフローチャートである。制御情報抽出部６６は、制御情報を取得する（Ｓ７０）。使用すべきスロットが既に特定されていれば（Ｓ７２のＹ）、決定部８０は、当該スロットに衝突が発生していないかを確認する。衝突が発生していれば（Ｓ７４のＹ）、決定部８０は、スロットを変更する（Ｓ７６）。衝突が発生していなければ（Ｓ７４のＮ）、ステップ７６はスキップされる。一方、使用すべきスロットが既に特定されていなければ（Ｓ７２のＮ）、決定部８０は、空きスロットを特定する（Ｓ７８）。生成部６４は、特定したスロットにてデータを送信する（Ｓ８０）。
【００７３】
図１２は、端末装置１４におけるデータの別の送信手順を示すフローチャートである。ここでは、第２期間での動作の実行あるいはエリア外動作の実行を選択する場合を説明する。制御情報抽出部６６が制御情報を受信可能でなければ（Ｓ２００のＮ）、決定部８０は、第２ＤＩＦＳを設定する（Ｓ２０２）。決定部８０は、第２ＣＷより第２バックオフ期間を設定する（Ｓ２０４）。処理部５６が、キャリアセンスにて信号を検出しなければ（Ｓ２０６のＮ）、生成部６４等は、パケット信号を報知する（Ｓ２０８）。処理部５６が、キャリアセンスにて信号を検出すれば（Ｓ２０６のＹ）、ステップ２０８はスキップされる。
【００７４】
一方、制御情報抽出部６６が制御情報を受信可能であれば（Ｓ２００のＹ）、パラメータ受付部９４は、制御情報から第１ＤＩＦＳ、第１ＣＷを抽出する（Ｓ２１０）。決定部８０は、第１ＤＩＦＳを設定する（Ｓ２１２）。決定部８０は、第１ＣＷより第１バックオフ期間を設定する（Ｓ２１４）。処理部５６が、キャリアセンスにて信号を検出しなければ（Ｓ２１６のＮ）、生成部６４等は、パケット信号を報知する（Ｓ２１８）。処理部５６が、キャリアセンスにて信号を検出すれば（Ｓ２１６のＹ）、ステップ２１８はスキップされる。
【００７５】
図１３は、端末装置１４におけるデータのさらに別の送信手順を示すフローチャートである。決定部８０は、第２ＤＩＦＳ、第２ＣＷを設定する（Ｓ２３０）。第１期間であり（Ｓ２３２のＹ）、エリア外からのデータを受信すれば（Ｓ２３４のＹ）、決定部８０は、第１ＤＩＦＳ、第１ＣＷを設定し（Ｓ２３６）、ステップ２３２へ戻る。エリア外からのデータを受信しなければ（Ｓ２３４のＮ）、ステップ２３２へ戻る。第１期間でなく（Ｓ２３２のＮ）、送信すべきデータがなければ（Ｓ２３８のＮ）、ステップ２３２へ戻る。一方、送信すべきデータがあり（Ｓ２３８のＹ）、処理部５６がＩＰＳ期間内にデータの受信電力を検知しなければ（Ｓ２４０のＮ）、ステップＳ２３４へ戻る。
【００７６】
処理部５６がＩＰＳ期間内にデータの受信電力を検知すれば（Ｓ２４０のＹ）、期間導出部９６は、ランダムバックオフ期間を生成する（Ｓ２４２）。処理部５６が、ランダムバックオフ期間にデータの受信電力を検知しなければ（Ｓ２４４のＮ）、ステップ２３４へ戻る。処理部５６が、ランダムバックオフ期間にデータの受信電力を検知すれば（Ｓ２４４のＹ）、生成部６４等は、データを送信する（Ｓ２４６）。フレーム構成の通知を完了すれば（Ｓ２４８のＹ）、決定部８０は、第２ＤＩＦＳ、第２ＣＷを設定する（Ｓ２５０）。フレーム構成の通知を完了しなければ（Ｓ２４８のＮ）、ステップ２５０はスキップされる。
【００７７】
本発明の実施例によれば、制御信号を受信できない場合におけるパケット信号を報知するまでの期間よりも、制御信号を受信可能な場合におけるパケット信号を報知するまでの期間を小さな値にするので、制御信号を受信可能な場合においてパケットを迅速に送信できる。また、アクセス制御装置からの制御情報に、第１ＤＩＦＳと第１ＣＷとが含まれるので、第１ＤＩＦＳと第１ＣＷとを自由に設定できる。また、制御信号を受信可能な場合においてパケットが迅速に送信されるので、送信期間が制限されていても、送信の機会を増加できる。エリア外端末装置からのパケット信号を検出すると、パケット信号を報知するまでの期間を短縮するので、パケット信号の送信の機会を増加できる。また、パケット信号の送信の機会が増加されるので、エリア外端末装置へフレーム構成を通知できる。
【００７８】
また、第１期間に含まれた複数のスロットの中から、複数の端末装置間の通信に使用可能なスロットを報知するので、複数の端末装置間の通信における衝突の発生確率を低減できる。また、複数の端末装置間の通信における衝突の発生確率が低減されるので、通信量が増加した場合であってもパケット信号の衝突確率を低減できる。また、複数のスロットのそれぞれに対する受信電力をもとに、空きスロットを特定するので、特定を簡易に実行できる。また、以前のフレームに含まれた空きスロットの番号を報知するので、端末装置への指示を確実に実行できる。また、空きスロットを使用している端末装置は、複数のフレームにわたって、当該スロットに対応したスロットを使用するので、処理を簡易にできる。また、アクセス制御装置は、端末装置間のデータ通信に参加せず、空きスロットに関する指標を通知するだけなので、ＣＳＭＡ／ＣＡを前提とした通信システムにも容易に適用できる。
【００７９】
また、第１期間に含まれた複数のスロットの中から、複数の端末装置が信号を重複して送信したことによって衝突が発生したスロットを報知するので、複数の端末装置間の通信における衝突の発生確率を低減できる。また、複数のスロットのそれぞれに対する受信電力と、複数のスロットのそれぞれに対する信号品質とをもとに、衝突スロットを特定するので、特定を簡易に実行できる。また、以前のフレームに含まれた衝突スロットの番号を報知するので、端末装置への指示を確実に実行できる。また、アクセス制御装置は、端末装置間のデータ通信に参加せず、衝突スロットに関する指標を通知するだけなので、ＣＳＭＡ／ＣＡを前提とした通信システムにも容易に適用できる。
【００８０】
また、フレーム中に第２期間も含めることによって、重要度の高い通信と重要度の低い通信とを分離できる。また、重要度の高い通信と重要度の低い通信とが分離されるので、重要度の高い通信における衝突確率の増加を抑制できる。また、端末装置の数に応じて、第１期間の長さを調節するので、第１期間および第２期間を有効に利用できる。また、端末装置の数を受信電力によって推定するので、端末装置と直接通信していない場合であっても、端末装置の数を容易に推定できる。
【００８１】
また、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットを使用すべき端末装置に関する情報を報知するので、複数の端末装置を第１期間あるいは第２期間へ分配できる。また、複数の端末装置が第１期間あるいは第２期間へ分配されるので、第１期間でのパケット信号の衝突確率を低減できる。また、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットを使用すべき端末装置に関する情報として、エリア決定用しきい値を使用するので、値の調節を容易に実行できる。また、エリア決定用しきい値が使用されるので、端末装置に位置の測位機能が備えられていなくても、第１期間あるいは第２期間の使用を指定できる。
【００８２】
また、制御情報のうち、識別キャリアは、データに使用させず、残りのサブキャリアは、データにも使用されるので、制御情報とデータ信号とが衝突しても制御情報の信号成分を観測させることによって、制御情報の存在を検知させることができる。また、識別キャリアとそれ以外のサブキャリアとの間にガードバンドが設けられるので、両者の間の干渉を低減でき、識別キャリアで伝送している情報の到達確率を向上できる。また、識別キャリアに、重要な情報を配置するので、重要な情報の到達確率を向上できる。また、識別キャリアにＵＷを配置するので、識別キャリアの検出精度を向上できる。
【００８３】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００８４】
本発明の実施例において、アクセス制御装置１０から報知される制御情報や、ひとつの端末装置１４から報知されるデータは、ひとつのスロットに割り当てられている。しかしながらこれに限らず例えば、制御情報やデータが、ふたつ以上のスロットに割り当てられていてもよい。本変形例によれば、制御情報やデータの通信速度を向上できる。
【００８５】
本発明の実施例において、識別キャリアは、ふたつのサブキャリアに相当する。また、識別キャリアは、ＯＦＤＭシンボルの中央周波数付近のサブキャリアに配置されている。しかしながらこれに限らず例えば、識別キャリアは、ふたつ以上のサブキャリアに相当してもよく、識別キャリアは、ＯＦＤＭシンボルの中央周波数付近以外のサブキャリアに配置されていてもよい。本変形例によれば、通信システム１００の設計の自由度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。
【図２】図１のアクセス制御装置の構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）−（ｄ）は、図２のフレーム規定部において規定されるフレームのフォーマットを示す図である。
【図４】図４（ａ）−（ｂ）は、図１の通信システムにおいて使用されるＯＦＤＭシンボルのフォーマットを示す図である。
【図５】図１の車両に搭載された端末装置の構成を示す図である。
【図６】図１の通信システムの動作概要を示す図である。
【図７】図１の通信システムの別の動作概要を示す図である。
【図８】図２のアクセス制御装置における空きスロットの通知手順を示すフローチャートである。
【図９】図２のアクセス制御装置における衝突スロットの通知手順を示すフローチャートである。
【図１０】図５の端末装置における第１期間あるいは第２期間の決定手順を示すフローチャートである。
【図１１】図５の端末装置におけるデータの送信手順を示すフローチャートである。
【図１２】図５の端末装置におけるデータの別の送信手順を示すフローチャートである。
【図１３】図５の端末装置におけるデータのさらに別の送信手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
１０  アクセス制御装置、  １２  車両、  １４  端末装置、  ２０  アンテナ、  ２２  ＲＦ部、  ２４  変復調部、  ２６  処理部、  ２８  ＧＰＳ測位部、  ３０  制御部、  ３２  検出部、  ３４  フレーム規定部、  ３６  生成部、  ３８  電力測定部、  ４０  品質測定部、  ４２  空きスロット特定部、  ４４  衝突スロット特定部、  ５０  アンテナ、  ５２  ＲＦ部、  ５４  変復調部、  ５６  処理部、  ５８  制御部、  ６０  タイミング特定部、  ６２  取得部、  ６４  生成部、  ６６  制御情報抽出部、  ７０  通知部、  ８０  決定部、  ８６  比較部、  ８８  測定部、  ９４  パラメータ受付部、  ９６  期間導出部、  １００  通信システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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